نحصل على الطاقة من الانشطار النووي عندما تنقسم نواة الذرة إلى أجزاء أصغر. هذه العملية ، التي تنتج البروتونات والنيوترونات ، تطلق كمية كبيرة من الطاقة التي يمكن التقاطها واستخدامها بعدة طرق. تم اكتشافه لأول مرة في عام 1938 وتم تسخير قوة الانشطار النووي لأول مرة في محطة للطاقة في أوبنينسك ، روسيا ، في 26 يونيو 1954.
كانت محطات الطاقة الأولى قادرة على إنتاج حوالي 5 ميغاواط من الطاقة التي تم تحويلها إلى كهرباء للاستخدام التجاري. اليوم ، أكبر محطة للطاقة النووية في العالم هي محطة Kashiwazaki-Kariwa ، المملوكة لشركة Tokyo Electric Power Company ، في اليابان. إنه يوفر قدرة إجمالية مركبة تزيد عن ٨٢٠٠ ميغاوات.
هذه هي المزايا والعيوب الرئيسية للانشطار النووي التي يجب مراعاتها عند النظر في خيار الطاقة هذا.
قائمة مزايا الانشطار النووي
1. الانشطار النووي هو شكل فعال من أشكال توليد الطاقة.
توفر الرابطة النووية العالمية ما يقرب من 11٪ من احتياجات العالم من الكهرباء كل عام. إنه مورد طاقة متوفر في أكثر من 30 دولة ويستمر العدد في النمو. على الرغم من أن تقديرات التكلفة لمحطة الطاقة النووية الجديدة قد تزيد عن 9 مليارات دولار ، إلا أنها لا تزال قادرة على المنافسة مع تكاليف الطاقة الأخرى التي تم تركيبها مؤخرًا.
2. توليد الطاقة دون موازنة الانبعاثات.
بالطبع ، ينتج عن الانشطار النووي نفايات نووية يجب التخلص منها بشكل صحيح. ومع ذلك ، عندما تحدث عملية إنشاء واستهلاك الطاقة ، لا يتم إطلاق أي انبعاثات. لا يمثل تهديد ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون والنترات التي تأتي من الوقود الأحفوري تهديدًا عند إنشاء الطاقة النووية.
3. الانشطار النووي هو عملية واسعة الانتشار.
على عكس الاحتراق أو موارد الطاقة المتجددة ، يستمر الانشطار النووي في توليد الطاقة لفترة طويلة من الزمن. عندما يتم التحكم في التفاعل بشكل صحيح ، يمكن أن يوفر طاقة يمكن حصادها لمدة تصل إلى 3 سنوات. كمصدر للطاقة ، فإن الانشطار النووي أكثر كفاءة بأكثر من 8000 مرة من أشكال الطاقة التي تتطلب الاحتراق. كما أنه يزيل الجسيمات التي تخلق عناصر احتراق المحادثة.
4. يقدم موارد وقود جديدة يمكننا استخدامها في المستقبل.
واحدة من أكبر الصراعات التي واجهها الكثيرون مع الانشطار النووي هي مخلفاته الثانوية. تشير تقارير الرابطة النووية العالمية إلى أن ما يصل إلى 97٪ من منتجات النفايات الناتجة عن منشأة نووية مصنفة على أنها نفايات منخفضة المستوى أو متوسطة المستوى. من بين 3٪ المتبقية من النفايات الناتجة عن منشأة نووية ، فإن 0.2٪ فقط منها مشعة من حيث الحجم. بعد ذلك ، من هذه النفايات المشعة ، يمكن إعادة تدوير معظمها إلى مصدر وقود جديد لتفاعلات الانشطار النووي المستقبلية.
5. إن تخزين وشحن النفايات النووية عملية آمنة ومثبتة.
من إجمالي كمية النفايات الخطرة التي يتم شحنها من الولايات المتحدة كل عام ، يتم تصنيف 5٪ فقط على أنها نفايات مشعة. من هذا الرقم ، 10٪ فقط من النفايات المشعة تأتي من عملية الانشطار النووي. منذ بداية العصر النووي ، تم إرسال أكثر من 25000 شحنة من النفايات الخطرة عالية المستوى حول العالم ويمكن حساب عدد الحوادث الكبرى التي تنطوي على برميل من النوع B من جهة.
6. تكاليف التشغيل للانشطار النووي يمكن التحكم فيها.
تكاليف إنتاج الطاقة للانشطار النووي قابلة للمقارنة مع أي مصدر طاقة آخر اليوم ، باستثناء بعض منتجات الفحم. بالمقارنة مع طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية ، فإن الطاقة النووية غالبًا ما تكون أرخص. على الرغم من أن النفقات الرأسمالية لمنشأة نووية جديدة يمكن أن تكون مرتفعة للغاية ، فإن تكاليف الإدارة المستمرة تساعد في تعويض الاستثمار الأولي. حتى بالمقارنة مع الغاز الطبيعي ، فإن الانشطار النووي أرخص بنس واحد لكل كيلوواط / ساعة في العمليات العادية.
7. هو شكل آمن من أشكال الطاقة للاستخدام.
إن الحوادث النووية المختلفة تجعل الناس يشككون في الطاقة النووية ، خاصة بسبب خطر التعرض للإشعاع. ومع ذلك ، عند مقارنة الصناعة النووية بالأشكال الأخرى لتوليد الطاقة ، فإن لديها أدنى مستوى من خطر الموت. يعد الانشطار النووي أكثر أمانًا 200 مرة من طاقة الفحم ، وخمس مرات أكثر أمانًا من الطاقة الشمسية على الأسطح ، وحتى 1.5 مرة أكثر أمانًا من طاقة الرياح. تشير Forbes إلى أنه إذا تم تضمين الصين في هذه الأرقام ، فإن معدل أمان الانشطار النووي ، مقارنة بالفحم ، يكون أكثر أمانًا بـ 20000 مرة.
8. الانشطار النووي هو شكل فعال للغاية من أشكال إنتاج الطاقة.
الانشطار النووي هو أحد أشكال الطاقة القليلة التي يمكن أن تولد كمية كبيرة من الطاقة القابلة للاستخدام من استثمار صغير في الوقود. هناك حاجة إلى حوالي 27 طناً من الوقود الجديد كل عام لمفاعل نووي ينتج 1000 ميغاواط من الطاقة. وبالمقارنة ، فإن محطة الفحم التي تولد الطاقة بمستوى عادل تتطلب 2.5 مليون طن من الوقود.
9. إنشاء مورد يمكن تصديره بشكل مربح.
في الولايات المتحدة ، يعد الانشطار النووي مسؤولاً عن حوالي 20٪ من إجمالي الكهرباء المستهلكة في البلاد كل عام. في عام 2016 ، صدرت الولايات المتحدة حوالي 2.6 مليون ميغاواط ساعة إلى كندا و 6.6 مليون ميغاواط ساعة إلى المكسيك. عندما تتوفر الطاقة النووية بكثرة ، يمكن بيع الكهرباء الزائدة كسلعة لتحسين الناتج المحلي الإجمالي. ذكرت شركة Clean Technica في عام 2015 أن ألمانيا يمكن أن تكسب 2 مليار دولار من صادرات الكهرباء.
10. طاقة الانشطار النووي قابلة للتطوير.
يمر كل مجتمع بفترات ذروة الطلب التي تتطلب موارد طاقة إضافية. عندما يتم توفير هذه الطاقة عن طريق الانشطار النووي ، فإن القدرة على تلبية هذه الفترات ذات الطلب المرتفع تكون ثابتة. سواء تم احتواء العملية داخل محرك سفينة أو كهف تحت الأرض أو منشأة رسمية ، يمكننا إضافة مفاعلات إلى المنشأة وزيادة إنتاج الطاقة من المرافق الحالية والجمع بين الموارد الأخرى والطاقة النووية مع توافقها العام.
قائمة عيوب الانشطار النووي
1. في يوم من الأيام سوف تستسلم لقوانين الانتروبيا.
تم تصميم الانشطار النووي لتوفير الطاقة من خلال منشآت مصممة خصيصًا لنحو 40 عامًا. وصلت هذه التركيبات الأولى بالفعل إلى متوسط العمر المتوقع الأولي. بمرور الوقت ، اكتشفنا أنه مع تطور طرق الصيانة والعناية ، يمكننا مضاعفة العمر المتوقع لمحطة الطاقة النووية. حتى مع تطبيق أفضل الممارسات الجديدة هذه ، سنضطر إلى التفكير في خيارات الطاقة الجديدة في حوالي عام 2035 لأن العديد من منشآتنا ستكون قد استنفدت.
2. الانشطار النووي عملية خطيرة يجب إدارتها.
كانت هناك أربع حوادث كبرى للاندماج النووي في محطات توليد الطاقة حول العالم. حدث الأول في مفاعل لوسينز في سويسرا في عام 1969. ووقعت أيضًا حادثة جزيرة ثري مايل في ولاية بنسلفانيا عام 1979. وأعقب ذلك كارثة تشيرنوبيل في عام 1986 وكارثة فوكوشيما دايتشي بعد تسونامي عام 2011. وكان هناك أيضًا إجمالي من 10 انهيارات أساسية مسجلة وثماني غواصات سوفيتية أبلغت عن حوادث ذوبان أساسية أو إشعاع.
3. إنشاء نفايات المنتجات الخطرة أيضًا.
الطاقة التي تم إنشاؤها من خلال الطاقة النووية هي واحدة من أنظف الخيارات المتاحة لدينا اليوم. تأتي هذه الميزة على حساب النفايات السامة الناتجة عن المنشآت النووية. تولد المنشآت النووية 34000 متر مكعب من النفايات عالية المستوى كل عام. هذه النفايات مشعة ويجب تخزينها في حاويات أو مرافق متخصصة لحماية عامة الناس. الوقت الذي يستغرقه النشاط الإشعاعي ليتحلل إلى مستويات أكثر أمانًا هو حوالي 40 عامًا بعد القضاء عليه.
4. الانشطار النووي يمكن أن يخلق أسلحة خطيرة.
كانت أول تطبيقات الانشطار النووي هي الأسلحة. أجريت أولى تجارب الأسلحة النووية قبل 9 سنوات من بدء تشغيل أول منشأة للطاقة النووية. تم تفجير Trinity أثناء اختبار أجرته الولايات المتحدة في يوليو 1945 ، وكان لديه إنتاجية تعادل 20 كيلوطنًا من ثلاثي نيتروتولوين (TNT).
استمرت التجارب تحت الأرض في الولايات المتحدة حتى عام 1992. واصلت الصين وفرنسا التجارب تحت الأرض حتى عام 1996. الضرر حتى من سلاح نووي صغير هائل. تم استخدام سلاحين نوويين فقط في الحرب ، وكلاهما فجرته الولايات المتحدة في اليابان ، مما أسفر عن مقتل أكثر من 240 ألف شخص.
5. يمكن أن يكون لها عواقب طويلة الأجل على صحة العمال.
ينطوي الانشطار النووي على مخاطر التعرض للإشعاع. يتعرض العمال القريبون من المفاعلات النووية لخطر أكبر من عامة السكان للإصابة ببعض أنواع السرطان والأمراض. قد يستغرق ظهور بعض هذه المشكلات الصحية أكثر من 40 عامًا. وفقًا لمشروع K-1 في جامعة كولومبيا ، بلغت طفرات اللوكيميا لدى الأطفال ذروتها بعد حوالي 6 سنوات من الهجمات النووية في اليابان. بدأت سرطانات أخرى في الظهور بعد حوالي 10 سنوات من الهجمات. في المجمل ، يزيد التعرض للإشعاع الناتج عن الانشطار النووي من خطر الإصابة بالسرطان حتى 5 مرات لكل فرد.
6. هناك مخاطر أمان معينة مرتبطة بالانشطار النووي.
نظرًا لاحتمال وقوع إصابات جماعية وإلحاق أضرار طويلة الأمد بالسكان ، فإن مرافق تفاعل الانشطار النووي هي هدف رئيسي لأولئك الذين يرغبون في الإدلاء ببيانات سياسية عنيفة. لا يمكن أن يؤدي الانفجار أو الانهيار إلى إزهاق الأرواح فحسب ، بل يمكن أن تستمر تداعيات الحدث لأكثر من عقد من الزمان.
في حادثة ثري مايل آيلاند ، على سبيل المثال ، كان الأشخاص الذين يعيشون في عكس اتجاه الريح في المرفق أكثر عرضة للإصابة بسرطان الدم أو سرطان الرئة بما يصل إلى 10 مرات أكثر من أولئك الذين يعيشون في عكس اتجاه الريح منذ الحادث في متابعة لمدة 10 سنوات.
توقع هجوم محاكاة على مفاعل إنديان بوينت في نيويورك أكثر من 44000 حالة وفاة قصيرة الأجل بسبب التسمم الإشعاعي و 500000 حالة وفاة أخرى على المدى الطويل بسبب السرطان للأشخاص الذين يعيشون على بعد 50 ميلاً من المنشأة.
7. الانشطار النووي ليس ضمانا لاستقلال الطاقة.
على الرغم من أن الولايات المتحدة تتصدر العالم من حيث إجمالي إنتاج الطاقة من الانشطار النووي ، إلا أنها تستورد معظم الوقود اللازم لإنشائه. في عام 2007 ، تم استيراد أكثر من 90٪ من اليورانيوم الذي تم استخدامه في المفاعلات النووية إلى الولايات المتحدة. في الواقع ، بالكاد توجد في الدول العشر الأولى في العالم التي لديها موارد اليورانيوم المتاحة. حتى مع وجود الدعم ، فقد كافحت الطاقة النووية في كثير من الأحيان للبقاء بأسعار تنافسية مع موارد طاقة الوقود الأحفوري أيضًا.
8. يمكن أن يسبب أشكالاً متعددة من التعرض للإشعاع.
إن التعرض الكلي للجسم والتلوث الخارجي والتلوث الداخلي كلها أحداث محتملة مع وجود الانشطار النووي. يمكن لإشعاع غاما عالي الطاقة أن يخترق عمق الجسم ويؤثر على الأعضاء الداخلية. إذا استقرت نواتج الانشطار على الجلد ، فقد يحدث تلوث خارجي. العناصر التي يتم تناولها مع العناصر المشعة وتخلق مشاكل داخلية. هذا الخوف هو الذي يجعل الناس في كثير من الأحيان يدافعون عن طاقة نووية أقل وليس أكثر.
لا ينبغي الخلط بين مزايا وعيوب الانشطار النووي والانصهار النووي. إنها عملية مختلفة تمامًا. في عام 1954 ، وعد رئيس اللجنة الذرية الجمهور الأمريكي بأن الطاقة النووية ستكون ذات يوم أرخص من أن تُقاس. ربما لم يتم الوفاء بهذا الوعد ، على الرغم من وجود العديد من الفوائد المتأصلة لعملية الانشطار النووي التي تسمح لنا بتلبية احتياجاتنا الحالية من الطاقة بكفاءة عالية. ومع ذلك ، في الوقت نفسه ، هناك بعض عوامل الخطر التي يجب إدارتها للحفاظ على أمان عائلاتنا.